Теслюк, Василь Миколайович2010-04-062010-04-062009Теслюк В. М. Інформаційні технології аналізу та синтезу мікроелектромеханічних систем : автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук : 05.13.06 – інформаційні технології / Василь Миколайович Теслюк ; Національний університет "Львівська політехніка". – Львів, 2009. – 38 с. – Бібліографія: с. 30–35 (60 назв).https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/3064Scientific results that were received in the dissertation work solve the scientific and applied problem of development of methods and means for information technologies of analysis and synthesis of microelectromechanical systems at the system, schematic and component levels. Architecture of information technologies of analysis and synthesis of microelectromechanical systems that uses software and hardware means for multilevel development and is based on the use of libraries of MEMS’s base structures and elements, knowledge base, database of MEMS manufacturing technologies, 4-leveled library of mathematical models and enables to increase the level of automation of procedures of analysis and synthesis of the microelectromechanical systems is developed. The XML format is used to store data about MEMS’s base elements. The information models of the microelectromechanical system and alternative MEMS’s structure decision based on the basic structures of the microelectromechanical systems which are using the theory of sets, graphs and double-linked lists for the storage of data about the integral structure and enable to organize effectively the operations of MEMS parameters modification in the process of the automated analysis and synthesis that possibility of change of structural decision of alternative are developed in the process of analysis and synthesis of integral devices. The increase of automation level of development at the system level of IT analysis and synthesis of MEMS is gained by application of the following developed methods: · automated generation of alternative decisions set for the tasks of decision of MEMS structural synthesis which use the built morphological AND-OR tree of alternative decisions for this class of structures and set of production rules and in opposite to the existing ones, provides the automatic forming of the limited set of alternative decisions under the set of rules and parameters of technical specification introduced by the developer; · automated synthesis of functional models of MEMS which is based on the basis of theory of time and coloured Petri nets with priorities and provides the single approach to the construction of models which enable to define the initial parameters of object of development and study its dynamics; · method of decreasing of power of set of alternative decisions for the decision of tasks of structural synthesis of the microelectromechanical system by the use of base elements and flow diagrams of MEMS, set of heuristic rules, set of technology features of manufacturing and solution of multicriterion optimization task. The method of automated synthesis of VHDL-AMS-models of MEMS base elements for a schematic level on the basis of method of electric analogies, systems of ordinary differential equations and equations in derivates part and sequence and amount of the utillized differential equations is determined physical principles of work of element of MEMS and amount of transformations of energy is built. Research of developed VHDL-AMS-models is conducted and results of analysis of MEMS elements are presented. The methods of the automated synthesis of models are developed for the component level of information technologies of analysis and synthesis of microelectromechanical system on the base of partial derivates equations with their next solution with the help of method of finite differences or finite elements which need less calculable expenses due to the less quantity of node equations, enable to take into account different structural implementation of MEMS elements and control the error of initial parameters. The simulation of three-dimensional models of technological operations of making (diffusions, epitaxy, ionic implantation and ionic etching) of elements of the microelectromechanical systems received subsequent development on the basis of equations of mathematical physics with the use of numerical methods which provide the account of non-stationary and nonlinear processes and, unlike the existing ones, include means to controls exactness of initial parameters and enable to study influence of parameters of technological process (process temperature, type of dopes, time etc) on the input (material resistance, thickness of structural layer, effect of element’s rounded edges etc) and output parameters of MEMS elements. The results of analysis and synthesis of MEMS and their base elements with the use of the developed methods, models and means, on the system, schematic and component levels are presented. Результаты диссертационной роботы решают научно-прикладную проблему розработки методов и средств для информационных технологий анализа и синтеза микроэлектромеханических систем на системном, схемотехническом и компонентном уровнях. Разработано архитектуру информационных технологий анализа и синтеза МЭМС, которые исспользуют построенный програмно-технический комплекс для многоуровневой разработки интегральных приборов, базовые структуры и элементы МЭМС, розработанные информационные модели и дают возможность увеличить уровень автоматизации процедур анализа и синтеза при разработке микроэлектромеханических систем. Разработано методы для системного уровня информационных технологий анализа и синтеза МЭМС, которые решают задачи структурного и параметрического синтеза на основании построения дерева альтернативних решений, базовых структур и элементов, множества продукционных правил и теории цветных сетей Петри. В диссертационной работе работано метод автоматизированного синтеза VHDL-AMS - моделей базовых элементов МЭМС для схемотехнического уровня на основании метода электрических аналогий, системах обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнений в частных производных и последовательность и количество исспользуемых диффенциальных уравнений определяется физическими принципами роботи элемента МЭМС и количеством преобразований энергии. Разработаны методы автоматизированного синтеза моделей компонентного уровня на основании уравнений в частных производных с последующим их решением с помощью метода конечных разностей или метода конечных элементов. Разработаны трехмерные имитационные модели технологических процессов изготовления МЭМС, которые дают возможность исследовать влияние технологичесских параметров на выходные параметры интегрального прибора. Основные результаты диссертационной работы внедрены в промышленность и используются при анализе и синтезе новых типов МЭМС с улучшеными техническими характеристиками.Наукові результати, отримані в дисертаційній роботі, вирішують науково-прикладну проблему розроблення методів та засобів для інформаційних технологій аналізу та синтезу мікроелектромеханічних систем на системному, схемотехнічному та компонентному рівнях. Розроблено архітектуру ІТ аналізу та синтезу МЕМС, яка використовує побудований програмно-технічний засіб для багаторівневого розроблення, грунтується на використанні базових структур і елементів та використовує розроблені інформаційні моделі і дає змогу підвищити рівень автоматизації процедур аналізу та синтезу мікроелектромеханічних систем. Розроблено методи для системного рівня ІТ аналізу та синтезу МЕМС, які вирішують задачі структурного та параметричного синтезу на основі побудови дерева альтернативних рішень, базових структур та елементів, набору продукційних правил та теорії кольорових мереж Петрі. Побудовано метод автоматизованого синтезу VHDL-AMS - моделей базових пристроїв МЕМС для схемотехнічного рівня на основі методу електричних аналогій, системах звичайних диференціальних рівнянь та рівняннях в частинних похідних і послідовність та кількість використаних диференціальних рівнянь визначається фізичними принципами роботи елемента МЕМС та кількістю перетворень енергії. Розроблено методи автоматизованого синтезу моделей компонентного рівня на базі рівнянь в частинних похідних з наступним їх розв’язанням з допомогою методу скінчених різниць чи скінчених елементів. Побудовані тривимірні моделі технологічних процесів виготовлення МЕМС, які дають змогу дослідити вплив технологічних параметрів на вихідні параметри інтегрального пристрою. Основні результати праці знайшли промислове впровадження при аналізі та синтезу нових типів МЕМС з покращеними технічними характеристиками.uaінформаційна технологіямікроелектромеханічні системиметоди аналізу та синтезуІ-АБО-деревомережі Петрічисельні методиVHDL-AMS - моделіинформационная технологиямикроэлектромеханические системыметоды анализа и синтезаметоды анализа и синтезаИ-ИЛИ-деревосети Петричисленные методыVHDL-AMS - моделиmicroelectromechanical systemsmethods of analysis and synthesisAND-OR-treePetri Netsnumeral methodsVHDL-AMS are modelsAutoreferat